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OFDM with Generalized Cascade Index Modulation for Secure Communications

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China Communications 2024年第10期21卷 210-225页

作者： Hu Zeng Jin Xiaopin Yao Yudong chen fangjiong Wan Dehuan Liu Yun College of Information Science and Technology Zhongkai University of Agriculture and EngineeringGuangzhou 510225China College of Information Engineering China Jiliang UniversityHangzhou 310018China Department Electrical and Computer Engineering Stevens Institute of Technology HobokenNJ 07030USA School of Electronic and Information Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641China Center for Data Science and Artificial Intelligence Guangdong University of FinanceGuangzhou 510521China

Cascade index modulation(CIM) is a recently proposed improvement of orthogonal frequency division multiplexing with index modulation(OFDM-IM) and achieves better error *** CIM, at least two different IM operations construct a super IM operation or achieve new functionality. First, we propose a OFDM with generalized CIM(OFDM-GCIM) scheme to achieve a joint IM of subcarrier selection and multiple-mode(MM)permutations by using a multilevel digital ***, two schemes, called double CIM(D-CIM) and multiple-layer CIM(M-CIM), are proposed for secure communication, which combine new IM operation for disrupting the original order of bits and symbols with conventional OFDM-IM, to protect the legitimate users from eavesdropping in the wireless communications. A subcarrier-wise maximum likelihood(ML) detector and a low complexity log-likelihood ratio(LLR) detector are proposed for the legitimate users. A tight upper bound on the bit error rate(BER) of the proposed OFDM-GCIM, D-CIM and MCIM at the legitimate users are derived in closed form by employing the ML criteria detection. Computer simulations and numerical results show that the proposed OFDM-GCIM achieves superior error performance than OFDM-IM, and the error performance at the eavesdroppers demonstrates the security of D-CIM and M-CIM.

关键词： cascade index modulation low-complexity detector maximum likelihood OFDM physical layer security

Radio-Acoustic Integrated Network for Ocean Information Transmission:Framework and Enabling Technologies

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China Communications 2021年第9期18卷 62-70页

作者： fangjiong chen Zilong Jiang Fei Ji Hua Yu Quansheng Guan Feng Liu School of Electronic and Information Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China The Key Laboratory of Marine Environmental Survey Technology and Application Ministry of Natural ResourcesGuangzhou 510300China College of Information Engineering Shanghai Maritime UniversityShanghai 201306China

An important vision of next generation mobile system is to provide global internet *** Space-Terrestrial Integrated Network(STIN)has been proposed and intensively studied to tackle this *** to the severe attenuation of radio signals in water,the STIN cannot be directly applied in underwater *** this paper we envision a framework of integrated radio-acoustic network arming at high-efficient data transmission in underwater scenarios,where acoustic signal is for underwater communication and radio signal is for surface and air *** radio links have much higher data transmission rate and lower delay,in the integrated radio-acoustic network,the acoustic links easily become congested,at the same time the radio links are not fully *** therefore propose that the integrated radio-acoustic network should be properly designed to minimize the hop count of acoustic links,as well as the signaling overhead in the acoustic *** then present a novel network framework and the relative technologies to help moving the signaling overhead to the radio subnetwork.

关键词： integrated network acoustic communication network protocols ocean engineering

Performance Analysis of NOMA-Based Cooperative Networks with Relay Selection

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China Communications 2020年第11期17卷 111-119页

作者： Ronglan Huang Dehuan Wan Fei Ji Hua Qing Jie Li Hua Yu fangjiong chen Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Image Processing and Intelligent Information System Wuzhou UniversityWuzhou 543002China Guangdong University of Finance Guangzhou 510521China School of Electronic and Information Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641China Key Laboratory of Marine Environmental Survey Technology and Application Ministry of Natural ResourcesGuangzhou510300China

Non-orthogonal multiple access(NOMA)technique is an expert on channel differences *** this paper,a dual-hop NOMA-based cooperative relaying network where a best relay is selected as an active node to accomplish the communication between a source and a destination is *** assume that both decode-and-forward(DF)and amplify-and-forward(AF)protocols are applied to the selected *** metrics that ergodic sum-rate and outage probability are investigated,and the closed-form expressions of the latter for DF and AF protocols are *** and simulation results are conducted to verify the validity of the theoretical analysis,in which we can see that the NOMA based DF relaying is better than the NOMA based AF relaying and other existing NOMA-based cooperative communication schemes.

关键词： non-orthogonal multiple access(NOMA) decode-and-forward(DF) amplify-and-forward(AF) relay selection ergodic sum-rate outage probability

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利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法

声学学报 2024年第1期49卷 38-48页

作者：梁奕念李杰龙力榕陈芳炯华南理工大学电子与信息学院广州510641 自然资源部海洋观测技术重点实验室天津300112 广东省短距离无线探测与通信重点实验室广州510640

针对传统子空间方法对分布式源定位依赖模型假设以及子空间有效维度难以选择的问题,提出了一种利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法。该方法把卷积神经网络作为一个强鲁棒性空间功率密度分布特征提取器,实现从协方差矩阵到方向角... 详细信息

针对传统子空间方法对分布式源定位依赖模型假设以及子空间有效维度难以选择的问题,提出了一种利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法。该方法把卷积神经网络作为一个强鲁棒性空间功率密度分布特征提取器,实现从协方差矩阵到方向角功率密度分布的映射。根据得到的空间谱分布,可进一步实现分布式源的参数估计。此外,文中结合迁移学习技术解决实际信号源分布与训练模型不匹配的问题,提升了模型的泛化性能。仿真实验表明该方法对不同信号分布模型具有稳健性,参数估计性能优于传统子空间方法。传声器阵列实测数据表明该方法的中心角和角度扩展的估计误差在1°以内。

关键词：波达方向估计角度扩展估计非相干分布式源深度学习阵列信号处理

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基于遗传算法的IP网流量优化算法

计算机工程与应用 2006年第4期42卷 125-127,134页

作者：曾杰陈芳炯韦岗华南理工大学电信学院广州510641

流量工程通过对IP网流量的优化以更有效利用网络资源。现有研究的一个重要方向是把流量工程问题用线性规划建模,并利用传统的Simplex算法求得最优解,文章提出了一种基于遗传算法的求解方法,从一组随机选取的解(染色体)出发,经过交叉、... 详细信息

流量工程通过对IP网流量的优化以更有效利用网络资源。现有研究的一个重要方向是把流量工程问题用线性规划建模,并利用传统的Simplex算法求得最优解,文章提出了一种基于遗传算法的求解方法,从一组随机选取的解(染色体)出发,经过交叉、突变等基因进化操作和多代的选择,最终达到预先设定的适应度准则;给出仿真结果和相关讨论;显示该文算法在运算量,处理动态流量需求等方面有较好的应用前景。

关键词：流量工程遗传算法线性规划

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水声通信中稀疏信道均衡算法优化

华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第12期50卷 89-100页

作者：陈芳炯刘明星付振华余华华南理工大学电子与信息学院广东广州510640 通信网信息传输与分发技术重点实验室河北石家庄050081 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300 广东省国土资源测绘院广东广州510500

为应对复杂的水声信道环境,提高信道均衡算法的收敛速度和误码率性能,文中提出了一种零值吸引稀疏控制成比例最小误码率判决反馈均衡算法。该算法在稀疏控制成比例最小误码率判决反馈均衡算法的基础上,通过在目标函数中加入近似l0范数... 详细信息

为应对复杂的水声信道环境,提高信道均衡算法的收敛速度和误码率性能,文中提出了一种零值吸引稀疏控制成比例最小误码率判决反馈均衡算法。该算法在稀疏控制成比例最小误码率判决反馈均衡算法的基础上,通过在目标函数中加入近似l0范数的稀疏约束,迫使均衡算法在迭代过程中将幅值小的均衡器抽头向零值吸引,以加快均衡算法的初始收敛速度;同时在信道均衡过程中引入锁相环技术,以消除抖动相位噪声带来的影响。传统的锁相环技术都是基于最小均方误差准则的,但现有文献和相关实验仿真已经证明,当系统的均方误差最小时,误码率不一定最小。针对此问题,文中提出了一种基于最小误码率准则的锁相环相位追踪算法,并将其嵌入稀疏均衡算法中。在Matlab平台上,分别在实际采集的静态水声信道和实际时变水声信道条件下进行了实验,结果表明:加入近似l0范数约束的稀疏控制成比例最小误码率判决反馈均衡算法,在没有时变相位噪声影响下的收敛速度更快;在有时变相位噪声影响的信道条件下,基于最小误码率准则的锁相环相位追踪算法相较于基于最小均方误差准则的锁相环相位追踪算法,收敛速度更快,误码率性能更优。

关键词：信道均衡稀疏性零值吸引锁相环最小误码率

Blind Adaptive Multiuser Detection Based on a Constrained CM Criterion in CDMA systems

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Blind Adaptive Multiuser Detection Based on a Constrained CM...

基于位置信息和能量均衡的声电协同网络AODV

IEEE 2005 International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications

作者： Weiqiang Pan, fangjiong chen, Shangkun Xiong and Gang Wei School of Electronics and Information Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510641, China

Constant Modulus (CM) is an important criterion in multiuser detection. Since the CM cost functions are non-convex and local minima exist. It is necessary to confine the searching space. In the paper

关键词： Blind Adaptive Multiuser Detection Based on a Constrained CM Criterion in CDMA systems

来源： cnki会议评论

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物联网学报 2023年第1期7卷 27-36页

作者：卫浓钰江子龙陈芳炯华南理工大学电子与信息学院广东广州510641 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510641

不同于陆地物联网应用,海洋物联网应用往往需要解决水面网络与水下网络之间的信息交互问题,合理的路由方案是解决上述问题的关键。因此,提出了一种基于位置信息和能量均衡的声电协同网络自组织按需距离向量路由协议(AR-AODV, ad hoc on-... 详细信息

不同于陆地物联网应用,海洋物联网应用往往需要解决水面网络与水下网络之间的信息交互问题,合理的路由方案是解决上述问题的关键。因此,提出了一种基于位置信息和能量均衡的声电协同网络自组织按需距离向量路由协议(AR-AODV, ad hoc on-demand distance vector for acoustic-radio integrated network),旨在引导信息流更多地通过水面无线电链路进行转发,从而减轻水下通信网的负担,提升网络的整体性能。在该协议中,浮标节点的转发优先级高于水下节点。当源节点需要发送数据时,它进入路由发现阶段,节点以自身的位置和能量信息作为启发式信息,用于计算转发概率并广播路由请求(RREQ, route request)报文进行寻路。当目的节点收到RREQ报文时,发送RREP报文进行信息素更新,依据信息素的大小选择最优的路径。与AODV相比,AR-AODV在传输成功率、传输时延、吞吐量、能量转化率、寻路包转发次数方面的性能有显著提升。

关键词：海洋物联网跨域通信路由协议位置信息能量均衡

基于NS-3的声电协同网络实现及路由性能分析

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电子与信息学报 2022年第6期44卷 2014-2023页

作者：江子龙王焱钟雪峰陈芳炯官权升季飞华南理工大学电子与信息学院广州510641 东莞理工学院计算机科学与技术学院东莞523808 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510641 通信网信息传输与分发技术重点实验室石家庄050081

水下无线通信主要依靠水声通信的方式进行信息传输。但水声链路本身具有高时延和高误码率等不足,为水下应用提供低时延的通信服务是一项具有挑战性的工作。声电协同网(CRAN)旨在充分利用水面无线电链路弥补水声网络(UAN)的性能局限,提... 详细信息

水下无线通信主要依靠水声通信的方式进行信息传输。但水声链路本身具有高时延和高误码率等不足,为水下应用提供低时延的通信服务是一项具有挑战性的工作。声电协同网(CRAN)旨在充分利用水面无线电链路弥补水声网络(UAN)的性能局限,提升网络的整体性能。其中,CRAN中的路由协议需要构建声、电混合路径,是声电协同网络研究中的关键问题。该文首先在网络模拟器3(NS-3)中设计并实现了声电浮标节点与CRAN协议栈,搭建了CRAN的仿真平台。随后探讨了以无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV)为代表的被动式路由在CRAN中的应用。该文发现,AODV协议使用的距离向量准则在CRAN中能够更多地选择高速的无线电链路进行数据转发,有效地降低了网络传输时延。最后,通过仿真对AODV与其他协议的性能进行了对比、分析。结果表明,CRAN在投递率、传输时延、网络吞吐量、能效和路由响应速度方面对比水声通信网有较大提升。同时,以AODV为代表的被动路由协议,相比于以优化链路状态路由协议(OLSR)为代表的主动路由协议更适用于CRAN。

关键词：水声通信通信网络声电协同网路由协议

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